p Com a ajuda de um software que imita o cérebro humano, O satélite Gaia da ESA avistou seis estrelas voando em alta velocidade do centro de nossa galáxia para seus arredores. Isso pode fornecer informações importantes sobre algumas das regiões mais obscuras da Via Láctea. p Nossa casa galáctica, a via Láctea, abriga mais de cem bilhões de estrelas, todos mantidos juntos pela gravidade. A maioria está localizada em uma estrutura achatada - o disco galáctico - com uma protuberância no centro, enquanto as estrelas restantes estão distribuídas em um halo esférico mais amplo que se estende por cerca de 650.000 anos-luz do centro.

p As estrelas não estão imóveis na galáxia, mas se movem em torno de seu centro com uma variedade de velocidades, dependendo de sua localização - por exemplo, o sol orbita a cerca de 220 km / s, enquanto a média no halo é de cerca de 150 km / s.

p Ocasionalmente, algumas estrelas excedem essas velocidades já bastante impressionantes.

p Alguns são acelerados por um encontro estelar próximo ou pela explosão de uma supernova de uma companheira estelar, resultando em estrelas em fuga com velocidades de até algumas centenas de km / s acima da média.

p Uma nova classe de estrelas de alta velocidade foi descoberta há pouco mais de uma década. Percorrendo a galáxia a várias centenas de km / s, eles são o resultado de interações anteriores com o buraco negro supermassivo que fica no centro da Via Láctea e, com uma massa de quatro milhões de sóis, governa as órbitas das estrelas em sua vizinhança.

p "Essas estrelas de hipervelocidade são extremamente importantes para estudar a estrutura geral de nossa Via Láctea, "diz Elena Maria Rossi, da Universidade de Leiden, na Holanda, que apresentou a descoberta de Gaia de seis novas estrelas hoje na Semana Europeia de Astronomia e Ciência Espacial em Praga, República Checa.

p "Estas são estrelas que viajaram grandes distâncias pela galáxia, mas podem ser rastreadas de volta ao seu núcleo - uma área tão densa e obscurecida por gás interestelar e poeira que normalmente é muito difícil de observar - portanto, elas fornecem informações cruciais sobre o campo gravitacional da Via Láctea do centro à sua periferia. "

p Infelizmente, estrelas que se movem rapidamente são extremamente difíceis de encontrar no palheiro estelar da Via Láctea, como pesquisas atuais listam a velocidade de no máximo algumas centenas de milhares de estrelas.

p Para encontrá-los, cientistas têm procurado por jovens, estrelas massivas que se destacariam como intrusos na velha população estelar do halo galáctico. Dado por sua idade fora do lugar, essas estrelas provavelmente receberam um chute extra para alcançar o halo. Medições adicionais de suas velocidades e estimativas de seus caminhos anteriores podem confirmar se são de fato estrelas de hipervelocidade que foram empurradas para longe do centro da Via Láctea.

p Até aqui, apenas 20 dessas estrelas foram identificadas. Devido à seleção específica deste método, todas são estrelas jovens com massa 2,5 a 4 vezes maior que a do sol. Contudo, os cientistas acreditam que muito mais estrelas de outras idades ou massas estão acelerando pela galáxia, mas permanecem não reveladas por este tipo de pesquisa.

p O censo de bilhões de estrelas realizado por Gaia oferece uma oportunidade única, então Elena e seus colaboradores começaram a se perguntar como usar um conjunto de dados tão vasto para otimizar a busca por estrelas que se movem rapidamente.

p Depois de testar vários métodos, eles se voltaram para um software por meio do qual o computador aprende com a experiência anterior.

p "No fim, optamos por usar uma rede neural artificial, que é um software projetado para imitar como nosso cérebro funciona, "explica Tommaso Marchetti, Estudante de doutorado na Universidade de Leiden e autor principal do artigo que descreve os resultados publicados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

p "Após 'treinamento' adequado, pode aprender como reconhecer certos objetos ou padrões em um grande conjunto de dados. No nosso caso, nós o ensinamos a localizar estrelas de hipervelocidade em um catálogo estelar como o compilado com Gaia. "

p Como parte do projeto de pesquisa de Elena para estudar essas estrelas, a equipe começou a desenvolver e treinar este programa no primeiro semestre de 2016, para estar pronto para o primeiro lançamento de dados Gaia alguns meses depois, em 14 de setembro.

p Além de um mapa de mais de um bilhão de posições estelares, este primeiro lançamento incluiu um catálogo menor com distâncias e movimentos para dois milhões de estrelas, combinando as observações do primeiro ano de Gaia com as da missão Hipparcos da ESA, que traçou o céu há mais de duas décadas. Referido como a Solução Astrométrica Tycho-Gaia, ou TGAS, este recurso é um provador para catálogos futuros que serão baseados exclusivamente em dados Gaia.

p "No dia da divulgação dos dados, executamos nosso novo algoritmo nos dois milhões de estrelas do TGAS, "diz Elena.

p "Em apenas uma hora, o cérebro artificial já havia reduzido o conjunto de dados a cerca de 20.000 estrelas potenciais de alta velocidade, reduzindo seu tamanho para cerca de 1%.

p "Uma outra seleção, incluindo apenas medições acima de uma certa precisão na distância e no movimento, reduziu o número para 80 estrelas candidatas."

p A equipe analisou essas 80 estrelas em mais detalhes. Uma vez que apenas as informações sobre o movimento da estrela no céu estão incluídas nos dados TGAS, eles tiveram que encontrar pistas adicionais para inferir sua velocidade, olhando para catálogos estelares anteriores ou realizando novas observações.

p "Combinando todos esses dados, descobrimos que seis estrelas podem ser rastreadas até o centro galáctico, todos com velocidades acima de 360 ​​km / s, "diz Tommaso.

p Mais importante, os cientistas conseguiram sondar uma população diferente das 20 estrelas que já eram conhecidas:todas as estrelas recém-identificadas têm massas menores, semelhante à massa do nosso sol.

p Uma das seis estrelas parece estar acelerando tão rápido, a mais de 500 km / s, que não está mais limitado pela gravidade da galáxia e eventualmente irá embora. Mas o outro, estrelas ligeiramente mais lentas, são talvez ainda mais fascinantes, já que os cientistas estão ansiosos para saber o que os atrasou - a matéria escura invisível que se acredita permear a Via Láctea também pode ter desempenhado um papel.

p Enquanto o novo programa foi otimizado para procurar estrelas que foram aceleradas no centro da galáxia, também identificou cinco das estrelas em fuga mais tradicionais, que devem suas altas velocidades a encontros estelares em outras partes da Via Láctea.

p "Este resultado mostra o grande potencial de Gaia abrindo novos caminhos para investigar a estrutura e dinâmica de nossa galáxia, "diz Anthony Brown da Universidade de Leiden, co-autor do estudo e presidente do Gaia Data Processing and Analysis Consortium.

p Os cientistas estão ansiosos para usar os dados do próximo lançamento do Gaia, que está planejado para abril de 2018 e incluirá distâncias e movimentos no céu para mais de um bilhão de estrelas, bem como velocidades para um subconjunto.

p Lidando com um bilhão de estrelas, ao invés dos dois milhões explorados até agora, é um enorme desafio, então a equipe está ocupada atualizando seu programa para lidar com um catálogo tão grande e descobrir as muitas estrelas em alta velocidade que estarão espreitando nos dados.

p "O grande número de estrelas sondadas por Gaia é uma oportunidade emocionante, mas também desafiadora para os astrônomos, e estamos felizes em ver que eles estão aceitando o desafio com alegria, "diz Timo Prusti, Cientista do projeto Gaia na ESA.